單級功率因數校正開關電源原理介紹

作者：時間：2011-12-11 來源：網絡

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在升壓電感狀態，當時，T1相當于一個升壓電感。在一個開關周期內，當Q1導通時，T1初級繞組電感LP經D5充電儲能；當Q1關斷時，D6導通，在LP中的儲能向C1放電，工作情況與一般升壓電感型單級PFC變換器相同。在此狀態下，平均輸入電流可表示為：

（2）

式中，D為開關占空比，Ts為開關周期。

從式（1）和（2）可知，在兩種工作狀態下，平均輸入電流均與輸入電壓成正比，從而實現功率因數校正。C1上的電壓被鉗位在（Vin(peak)+n·Vo）電平上，通常不超過400V。此電路拓撲的功率因數一般可達0.95以上，效率超過80%。

4、基于：iW2202的數字單級PFC電路

圖7所示為基于數字控制器IW2202的單級PFC變換器電路。IW2202采用了脈沖串(pulseTainTM)專有技術和實時波形分析及智能跳越(SmartSkip)技術。IW2202集成了單級PFC變換器控制功能。

圖7所示的電路橋式整流后邊拓撲，為PFC升壓與反激式整流器相結合/能量儲存/DC-DC(Boost integrated with Flyback Rectifier/Energy Storage/DC-DC,簡寫為BIFRED)拓撲，利用不連續模式（DCM）升壓變換器實現功率因數校正。變壓器初級繞組(WP)串聯的儲能電容C1，用作驅動反激式變換器。電路的工作原理如下：

當開關Q1導通時，來自AC線路的能量被儲存在升壓電感器L1中。與此同時，來自C1的能量被儲存在反激式變換器T1的初級繞組中。

當Q1關斷時，在T1初級儲存的能量傳送到輸出。同時，在升壓電感器L1中的能量傳輸到電容C1，對C1進行充電。

在AC線路輸入的半周期內，兩個電感器(L1和LP)儲存的能量平均值相等，從而上使C1上的電壓保持不變。用iw2202作為控制器，解決了儲能電容上電壓應力過高的問題。在通常情況下，C1上的電壓不會超過400V，從而C1可選用400V的標準電容器。基于iw2202的全數字SMPS，可以實現單位功率因數（即PF=1）和小于5%的總諧波失真（THD）。

5、結束語

單級PFC變換器電路簡單，但PFC和對輸入電流諧波抑制的效果不如兩級PFC變換器。基于全數字控制器iw2202的單級全數字PFC變換器，可以實現接近于1的功率因數，輸入電流達到低失真指標，滿足IEC1000-3-2規定限值。